專升本操作系統(tǒng)第一章操作系統(tǒng)概論

1、操作系統(tǒng) Operating System三明學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)系 呂良智 2007年1可編輯ppt課 程 簡(jiǎn) 介操作系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必不可少的系統(tǒng)軟件，控制和管理計(jì)算機(jī)的所有資源，為用戶提供種種方便，是用戶開發(fā)和使用軟件不可缺少的支撐環(huán)境。操作系統(tǒng)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，主要研究操作系統(tǒng)的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法，是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)中重要的組成部分。課 程 簡(jiǎn) 介課程名稱：操作系統(tǒng)（ Operating System ）教 材：操作系統(tǒng)基礎(chǔ)教程 廈門大學(xué)出版社教學(xué)方式：授課（ 57 ）+上機(jī)實(shí)習(xí)（19）教學(xué)手段：多媒體教學(xué)+黑板板書考試類別：考試參考教材：1、計(jì)算機(jī)操作

2、系統(tǒng)，湯子贏2、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，王鵬等譯，電子工業(yè)出版社3、現(xiàn)代操作系統(tǒng)，陳向群等譯，機(jī)械工業(yè)出版社4、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程， 張堯?qū)W、史美林，清華大學(xué)出版社操作系統(tǒng) Operating System第一章 操 作 系 統(tǒng) 概 述4可編輯ppt教學(xué)目的操作系統(tǒng)（Operating System，OS）在今天的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中舉足輕重的系統(tǒng)軟件，就是在計(jì)算機(jī)發(fā)展鏈上從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜地逐步發(fā)展起來(lái)的因此在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)這門課之前，我們要對(duì)操作系統(tǒng)這個(gè)學(xué)科的發(fā)展和整體情況作一個(gè)了解本章重點(diǎn) 1）熟悉操作系統(tǒng)作用和定義，了解操作系統(tǒng)的歷史。 2）了解二類計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，熟悉現(xiàn)代操作系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)

3、通道和中斷。 3）熟練掌握多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的概念，掌握批處理系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)及實(shí)時(shí)系統(tǒng)三種操作系統(tǒng)基本類型，了解微機(jī)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。 4）掌握操作系統(tǒng)并發(fā)性、共享性、虛擬性和異步性等特征，了解現(xiàn)代操作系統(tǒng)特征，熟悉操作系統(tǒng)功能。 第一章 操作系統(tǒng)概論1.1 什么是操作系統(tǒng) 1.2 操作系統(tǒng)的發(fā)展史 1.3 操作系統(tǒng)的功能和主要特征 1.4 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 11 什么是操作系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件工具軟件：軟、硬件檢測(cè)疹斷程序應(yīng)用軟件：CAD、MIS等自己開發(fā)的系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件軟件CPU儲(chǔ)存器：內(nèi)存、外存（軟硬盤、磁帶機(jī)）輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等輸出設(shè)備

4、：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀操作系統(tǒng)編譯程序、DBMS等2、操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位 11 什么是操作系統(tǒng) 緊貼系統(tǒng)硬件之上，所有其他軟件之下（是其他軟件的共同環(huán)境）11 什么是操作系統(tǒng)3、引入操作系統(tǒng)的目標(biāo)有效性（系統(tǒng)管理人員的觀點(diǎn)）：管理和分配硬件、軟件資源，合理地組織計(jì)算機(jī)的工作流程方便性（用戶的觀點(diǎn)）提供良好的、一致的用戶接口，彌補(bǔ)硬件系統(tǒng)的類型和數(shù)量差別可擴(kuò)充性（開放的觀點(diǎn)）：硬件類型和規(guī)模、操作系統(tǒng)本身的功能和管理策略、多個(gè)系統(tǒng)間的資源共享和互操作。11 什么是操作系統(tǒng)4、操作系統(tǒng)的作用從資源管理的觀點(diǎn)OS作為資源管理器： OS的首要任務(wù)是管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬件與軟件資源，使其得到充

5、分而有效的利用：1）跟蹤資源狀態(tài)：時(shí)刻掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中資源的使用情況。2）分配資源：處理對(duì)資源的使用請(qǐng)求，協(xié)調(diào)沖突，確定資源分配算法。3）回收資源：回收用戶釋放的資源，以便下次重新分配。 4）保護(hù)資源：負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)資源的保護(hù)，避免受破壞。11 什么是操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)作為資源管理器的觀點(diǎn)是目前人們對(duì)操作系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的一個(gè)主要觀點(diǎn)，根據(jù)此觀點(diǎn)，人們將計(jì)算機(jī)資源劃分為四大類： 1）處理機(jī) 2）存儲(chǔ)器 3）I/O設(shè)備 4）信息（程序與數(shù)據(jù)） 相應(yīng)可將操作系統(tǒng)分為四類管理器： 1）處理機(jī)管理 2）存儲(chǔ)管理 3）設(shè)備管理 4）信息管理（文件系統(tǒng)） 11 什么是操作系統(tǒng)從軟件分層、擴(kuò)允機(jī)器的觀點(diǎn)虛擬機(jī)：提供硬件的

6、高層界面(虛擬機(jī)),取消硬件限制1）操作系統(tǒng)提供無(wú)限的內(nèi)存、無(wú)限的CPU2）擴(kuò)充機(jī)器，功能更強(qiáng)大，使用更方便【虛擬機(jī)】：使用戶和程序員在不必涉及和了解硬件工作細(xì)節(jié)的情況下能方便的使用計(jì)算機(jī)，而為用戶所提供的一個(gè)等價(jià)的擴(kuò)展計(jì)算機(jī)，稱為虛擬計(jì)算機(jī)。11 什么是操作系統(tǒng)從服務(wù)用戶的觀點(diǎn)OS用戶與裸機(jī)間接口：操作系統(tǒng)為方便用戶使用計(jì)算機(jī)提供了二級(jí)訪問(wèn)接口：1）命令接口:命令行、菜單式、命令腳本式、圖形用戶接口GUI； 2）調(diào)用接口:形式上類似于過(guò)程調(diào)用，在應(yīng)用編程中使用。 3）圖形接口：圖形用戶界面GUI，方便用戶使用。編程更為容易，軟件可移植性增強(qiáng)；使用更為方便。11 什么是操作系統(tǒng)5、操作系統(tǒng)的定

7、義 操作系統(tǒng)是有效地管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種資源、合理地組織計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的工作流程、方便用戶操作的程序的集合。P2 設(shè)置操作系統(tǒng)的目的就是提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率，增強(qiáng)系統(tǒng)的處理能力，充分發(fā)揮系統(tǒng)的利用率，方便用戶使用。12 操作系統(tǒng)的發(fā)展史 操作系統(tǒng)發(fā)展的主要?jiǎng)恿κ怯脩舻男枨?，并隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、軟件技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展完善。 1）提高資源的利用率和系統(tǒng)性能：計(jì)算機(jī)發(fā)展的初期，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)昂貴，用作集中計(jì)算 2）方便用戶：用戶上機(jī)、調(diào)試程序，分散計(jì)算時(shí)的事務(wù)處理和非專業(yè)用戶。 3）硬件的發(fā)展：CPU的位寬度（指令和數(shù)據(jù)）、快速外存、新硬件、新技術(shù)的出現(xiàn)等。 4）計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展。12 OS

8、的發(fā)展史手工1、手工操作 （1946 50年代，電子管時(shí)代）【特點(diǎn)】：計(jì)算機(jī)資源昂貴 ，沒(méi)有操作系統(tǒng)【工作方式】：用戶：用戶既是程序員、操作員，還是計(jì)算機(jī)專業(yè)人員；編程語(yǔ)言：為機(jī)器語(yǔ)言；輸入輸出：紙帶或卡片；【計(jì)算機(jī)的工作特點(diǎn)】：用戶獨(dú)占全機(jī)：用戶獨(dú)占計(jì)算機(jī)所有資源，資源利用率低；CPU等待用戶：計(jì)算前，手工裝入紙帶或卡片；計(jì)算完成后，手工卸取紙帶或卡片；CPU利用率低；【主要矛盾】：機(jī)時(shí)浪費(fèi)資源利用率低用戶獨(dú)占全機(jī)的所有資源；12 OS的發(fā)展史手工2 脫機(jī)工作方式輸入設(shè)備衛(wèi)星機(jī)磁帶輸出設(shè)備衛(wèi)星機(jī)磁帶主機(jī)12 OS的發(fā)展史單道2、單道批處理系統(tǒng)（ 50年代末 60年代中，晶體管）【特點(diǎn)】： 利

9、用磁帶把若干個(gè)作業(yè)分類編成作業(yè)執(zhí)行序列，每個(gè)批作業(yè)由一個(gè)專門的監(jiān)督程序（Monitor）自動(dòng)依次處理?？墒褂脜R編語(yǔ)言開發(fā)?！九幚碇械淖鳂I(yè)的組成】：用戶程序數(shù)據(jù)作業(yè)說(shuō)明書（作業(yè)控制語(yǔ)言）【批】：供一次加載的磁帶或磁盤，通常由若干個(gè)作業(yè)組裝成，在處理中使用一組相同的系統(tǒng)軟件（系統(tǒng)帶）12 OS的發(fā)展史單道 批處理方式可分為聯(lián)機(jī)批處理和脫機(jī)批處理。1）聯(lián)機(jī)批處理用戶提交作業(yè)：以紙帶或卡片為介質(zhì)；操作員合成批作業(yè)：結(jié)果為磁帶介質(zhì)；批作業(yè)處理：對(duì)批作業(yè)中的每個(gè)作業(yè)進(jìn)行相同的處理：從磁帶讀入用戶作業(yè)和編譯鏈接程序，編譯鏈接用戶作業(yè)，生成可執(zhí)行程序；啟動(dòng)執(zhí)行；執(zhí)行結(jié)果輸出?！敬嬖诘膯?wèn)題】： 慢速的輸入輸出

10、處理仍直接由主機(jī)來(lái)完成。輸入輸出時(shí)，CPU處于等待狀態(tài)。12 OS的發(fā)展史單道2）脫機(jī)批處理讀卡機(jī)打印機(jī)輸入帶運(yùn)行日志主機(jī)衛(wèi)星機(jī)執(zhí)行帶系統(tǒng)庫(kù)輸出帶12 OS的發(fā)展史單道2）脫機(jī)批處理 利用衛(wèi)星機(jī)完成輸入輸出功能。主機(jī)與衛(wèi)星機(jī)可并行工作。衛(wèi)星機(jī)：完成面向用戶的輸入輸出（紙帶或卡片），中間結(jié)果暫存在磁帶或磁盤上。作業(yè)控制命令由監(jiān)督程序(monitor)來(lái)執(zhí)行，完成如裝入程序、編譯、運(yùn)行等操作?！緝?yōu)點(diǎn)】：同一批內(nèi)各作業(yè)的自動(dòng)依次更替，改善了主機(jī)CPU和I/O設(shè)備的使用效率，提高了吞吐量。【缺點(diǎn)】：磁帶或磁盤需要人工裝卸，作業(yè)需要人工分類，監(jiān)督程序易遭到用戶程序的破壞（由人工干預(yù)才可恢復(fù)）。12 OS

11、的發(fā)展史單道【單道批處理的特征】：自動(dòng)性:磁帶上一批作業(yè)能自動(dòng)逐個(gè)依次運(yùn)行對(duì)I/O為主的作業(yè)，CPU空閑； 順序性:作業(yè)順序進(jìn)入內(nèi)存,執(zhí)行與完成的順序和調(diào)入的順序完全相同。單道性:內(nèi)存中僅有一道程序,只有該程序完成或發(fā)生異常時(shí),才調(diào)入后繼程序進(jìn)入內(nèi)存運(yùn)行【單道批處理的主要問(wèn)題】： 一個(gè)用戶獨(dú)占全部資源CPU負(fù)責(zé)計(jì)算，也負(fù)責(zé)傳輸,CPU與外設(shè)速度不匹配。 CPU與I/O串行資源利用率仍然很低。12 OS的發(fā)展史多道3、多道批處理系統(tǒng)（60年代末 70年代中，集成電路）單道：用戶程序監(jiān)督程序I/O操作I/O請(qǐng)求啟動(dòng)I/OI/O完成I/O請(qǐng)求多道：程序A程序B程序C調(diào)度程序A:I/O請(qǐng)求A:I/OB

12、:I/O請(qǐng)求B:I/OC:I/OA:完成tt1）多道程序設(shè)計(jì)原理 【多道程序設(shè)計(jì)原理】：在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中同時(shí)存放幾道相互獨(dú)立的程序，它們?cè)诠芾沓绦虻目刂葡孪嗷ゴ┎宓剡\(yùn)行，共享CPU和外設(shè)等資源。采用多道程序設(shè)計(jì)技術(shù)的批處理系統(tǒng)稱為多道批處理系統(tǒng)。 2）多道程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn) 存儲(chǔ)保護(hù)與重定位。在多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境中，幾道程序共享同一內(nèi)存，硬件必須提供必要的手段保證各道程序之間不互相侵犯。處理機(jī)管理和調(diào)度。多道程序共享同一個(gè)處理機(jī)，因此存在處理機(jī)的調(diào)度問(wèn)題。資源的管理和調(diào)度。多道程序共享資源，同樣存在著資源的分配問(wèn)題。12 OS的發(fā)展史多道12 OS的發(fā)展史多道 3）多道程序設(shè)計(jì)的特征多道。同時(shí)存在兩道

13、或兩道以上的程序處于執(zhí)行的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)中間。宏觀并行。都處于運(yùn)行狀態(tài)，但都未運(yùn)行完；微觀串行。各作業(yè)交替使用CPU。無(wú)序性。有可能出現(xiàn)先進(jìn)內(nèi)存的后完成 4）多道批處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：資源利用率高：CPU和內(nèi)存利用率較高；作業(yè)吞吐量大：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成工作總量大；用戶交互性差：整個(gè)作業(yè)完成后或中間出錯(cuò)時(shí)，才與用戶交互，不利于調(diào)試和修改；作業(yè)平均周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)：短作業(yè)的周轉(zhuǎn)時(shí)間（從作業(yè)提交到完成的這段時(shí)間）顯著增長(zhǎng)； 單道和多道批處理的比較 多道程序系統(tǒng)和多處理系統(tǒng)(Multi-Processing System)的區(qū)別：前者指多個(gè)程序同時(shí)在內(nèi)存中交替運(yùn)行，后者指多個(gè)處理器。單道多道內(nèi)存使用每次一個(gè)作業(yè)

14、每次多個(gè)作業(yè)（充分利用內(nèi)存）作業(yè)次序順序，先進(jìn)先出無(wú)確定次序多道批處理系統(tǒng)的資源利用 多道批處理系統(tǒng)的資源利用效率特征是基于各作業(yè)對(duì)系統(tǒng)資源的需求差異得到的。 例如：有3個(gè)作業(yè)A、B、C，分別為計(jì)算、檢索和打印作業(yè)，單道運(yùn)行時(shí)間分別為5分、15分和10分鐘。它們可并行在15分鐘內(nèi)完成3個(gè)作業(yè)。各資源的利用效率為：CPU打印機(jī)磁帶單道17%33%50%多道33%66%100% 5）多道批處理系統(tǒng)的核心技術(shù)：作業(yè)調(diào)度：作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)保存和恢復(fù)資源共享：資源的競(jìng)爭(zhēng)和同步互斥機(jī)制內(nèi)存使用：提高內(nèi)存使用效率（為當(dāng)前由CPU執(zhí)行的程序提供足夠的內(nèi)存）覆蓋(overlay)，交換(swap)和虛擬存儲(chǔ)(virt

15、ual memory)內(nèi)存保護(hù)：系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)和各應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū)不可沖突，即存儲(chǔ)保護(hù)文件非順序存放、隨機(jī)存取。 出現(xiàn)了：作業(yè)管理、處理機(jī)管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件系統(tǒng)管理(file system)12 OS的發(fā)展史多道多道批處理的作業(yè)處理流程 提交后備完成運(yùn)行就緒阻塞調(diào)度I/O完成執(zhí)行時(shí)間片到I/O請(qǐng)求SPOOLing程 序作業(yè)調(diào)度程 序進(jìn)程調(diào)度程 序交通控制程 序 （97年高級(jí)程序員試題2）在有一臺(tái)處理機(jī)CPU和兩臺(tái)輸入輸出設(shè)備IO1和IO2，且能夠?qū)崿F(xiàn)搶先式多任務(wù)并行工作的多道程序環(huán)境內(nèi)，投入運(yùn)行優(yōu)行級(jí)由高到低的P、P2、P3 三個(gè)作業(yè)。它們使用設(shè)備的先后順序和占用設(shè)備時(shí)間分別是： 作業(yè)P

16、1:IO2(30ms),CPU(10ms),IO1(30ms),CPU(10ms) 作業(yè)P2:IO1(20ms),CPU(20ms),IO2(40ms) 作業(yè)P3:CPU(30ms),IO1(20ms) 在控制程序介入時(shí)間可以忽略不計(jì)的假設(shè)下，作業(yè)P1、P2、P3 從投入到完成所用的時(shí)間分別是多少？三個(gè)作業(yè)從投入運(yùn)行到全部完成，CPU、IO1和IO2的利用率分別是多少？例題1.1【問(wèn)題知識(shí)點(diǎn)】： 1）作業(yè)調(diào)度的方式：CPU有二種調(diào)度的方式：非搶占方式和搶占方式，由題義決定為搶先式。輸入輸出設(shè)備非搶占方式調(diào)度； 2）選擇調(diào)度作業(yè)原則：優(yōu)先權(quán)；資源（CPU、I/O設(shè)備、內(nèi)存等）滿足要求； 3）調(diào)度

17、時(shí)機(jī)：完成一階段CPU計(jì)算或I/O。 4）各設(shè)備的利用率指該設(shè)備的使用時(shí)間同作業(yè)進(jìn)程組全部完成所占用最長(zhǎng)時(shí)間的比率。例題1.1課堂練習(xí)1.1 操作系統(tǒng)是一種 A ，在操作系統(tǒng)中采用多道程序設(shè)計(jì)方式能提高CPU和外部設(shè)備的 B 。一般來(lái)說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)多道程序設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)需要有 C 。A: (1)通用軟件； (2)系統(tǒng)軟件； (3)應(yīng)用軟件； (4)軟件包。B: (1)利用效率； (2)可靠性； (3)穩(wěn)定性； (4)兼容性。C：(1)更大的內(nèi)存； (2)更快的外部設(shè)備； (3)更快的CPU； (4)更先進(jìn)的終端；答案：A(2),B(1),C(1)12 OS的發(fā)展史分時(shí)4、分時(shí)操作系統(tǒng) （70年代中

18、期至今，大規(guī)模集成電路）【分時(shí)】：兩個(gè)或兩個(gè)以上的事件按時(shí)間劃分輪流的使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的某一資源。 【分時(shí)系統(tǒng)】：多個(gè)用戶分時(shí)（分時(shí)的時(shí)間單位稱為時(shí)間片，通常為幾十毫秒）的使用同一計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)稱為為分時(shí)系統(tǒng)。主要采用時(shí)鐘和中斷技術(shù)。 1）分時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法：系統(tǒng)配置多路卡及時(shí)接受各終端輸入命令和數(shù)據(jù)。及時(shí)處理，不允許某作業(yè)長(zhǎng)期占用處理機(jī), 將響應(yīng)周期分為很短的時(shí)間片,在該周期內(nèi)每個(gè)作業(yè)輪流執(zhí)行一次(占一個(gè)時(shí)間片)。每個(gè)作業(yè)可以及時(shí)接收用戶的命令和數(shù)據(jù), 并能及時(shí)得到處理。分時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖12 OS的發(fā)展史分時(shí) 2）分時(shí)系統(tǒng)的特點(diǎn)：同時(shí)性或多路性：多用戶同時(shí)操作、使用計(jì)算機(jī)獨(dú)占性：各終端用戶感覺(jué)

19、到自己獨(dú)占了計(jì)算機(jī)；及時(shí)性：用戶的請(qǐng)求能在較短時(shí)間內(nèi)相應(yīng)；交互性：用戶能計(jì)算機(jī)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。 3）調(diào)進(jìn)和調(diào)出（Roll-in / Roll-out）調(diào)進(jìn)/調(diào)出是實(shí)現(xiàn)分時(shí)系統(tǒng)的一種主要方式，包括：主存后援存儲(chǔ)器方式：簡(jiǎn)單分時(shí)系統(tǒng)所采用，特點(diǎn)內(nèi)存只存放一個(gè)當(dāng)前執(zhí)行作業(yè)，其他外存上。多流調(diào)入調(diào)出方式：基于多道程序技術(shù)，特點(diǎn)主存中同時(shí)存在一個(gè)當(dāng)前執(zhí)行作業(yè)和多個(gè)后備作業(yè)。12 OS的發(fā)展史分時(shí) 4）分時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間 響應(yīng)時(shí)間為用戶發(fā)出一條指令到系統(tǒng)處理完這條指令并做出回答所需要的時(shí)間。是衡量分時(shí)系統(tǒng)性能好壞的一條重要標(biāo)志，但具體的相應(yīng)時(shí)間與系統(tǒng)的用戶個(gè)數(shù)及時(shí)間片大小有關(guān)。響應(yīng)時(shí)間T與時(shí)間片q和用戶個(gè)數(shù)

20、n之間的關(guān)系為T=n q 。 【注意】：分時(shí)系統(tǒng)在輪轉(zhuǎn)處理多個(gè)終端用戶的請(qǐng)求時(shí)，在調(diào)入/調(diào)出上增加了許多時(shí)間消耗，其中主要是主存與后援存儲(chǔ)器之間的信息交換時(shí)間。因此為改善的響應(yīng)時(shí)間需要一方面加快主存與后援存儲(chǔ)器之間的對(duì)換速度，令一方面減少對(duì)換的信息量。 現(xiàn)在的許多操作系統(tǒng)都具有分時(shí)處理的功能，在分時(shí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，操作系統(tǒng)的發(fā)展開始分化，如實(shí)時(shí)系統(tǒng)、通用系統(tǒng)、個(gè)人系統(tǒng)等。課堂練習(xí)1.2 分時(shí)系統(tǒng)中，為使多個(gè)用戶能夠同時(shí)與系統(tǒng)交互，最關(guān)鍵的問(wèn)題是 A ，當(dāng)用戶數(shù)目為100時(shí)，為保證響應(yīng)不超過(guò)2秒；此時(shí)的時(shí)間片最大應(yīng)為 B 。A： (1)計(jì)算機(jī)具有足夠的運(yùn)行速度； (2)內(nèi)存容量應(yīng)足夠大； (3)系

21、統(tǒng)能及時(shí)地接收多個(gè)用戶輸入； (4)能在一短的時(shí)間內(nèi)，使所有用戶程序都能運(yùn)行； (5)能快速進(jìn)行內(nèi)外存對(duì)換。B： (1)10ms； (2)20ms； (3)50ms； (4)100ms； (5)200ms。答案：A(4),B(2)12 OS的發(fā)展史實(shí)時(shí)5、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)主要用于過(guò)程控制、事務(wù)處理等有實(shí)時(shí)要求的領(lǐng)域，其主要特征是實(shí)時(shí)性和可靠性。 1）實(shí)時(shí)系統(tǒng)的分類：實(shí)時(shí)控制：要求與被控制的變化速度相比，其反應(yīng)速度足夠快；工作安全可；需要人工干預(yù)時(shí)，操作簡(jiǎn)便。如生產(chǎn)過(guò)程控制，宇航自動(dòng)控制等。實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)：要求計(jì)算機(jī)能夠在容許的延遲時(shí)間內(nèi)，相應(yīng)外部的事件請(qǐng)求，完成對(duì)該事件的處理，并控

22、制所有的實(shí)時(shí)設(shè)備和實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)運(yùn)行。如飛機(jī)訂票系統(tǒng), 期貨、股票交易系統(tǒng)等。12 OS的發(fā)展史實(shí)時(shí) 2）實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特征： 實(shí)時(shí)系統(tǒng)具有專用性、種類多、用途各異等特點(diǎn)，其一個(gè)基本特征是事件驅(qū)動(dòng)，即接收到某些外部信息后，由系統(tǒng)選擇某一程序去執(zhí)行，完成相應(yīng)的實(shí)時(shí)任務(wù)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理。向系統(tǒng)提供日期、時(shí)刻以及定時(shí)任務(wù)（每間隔一固定時(shí)間循環(huán)執(zhí)行）和延遲任務(wù)（推遲一段時(shí)間后執(zhí)行）進(jìn)行控制的信號(hào)。中斷管理。實(shí)時(shí)系統(tǒng)必須有效和高速的完成各種中斷處理。系統(tǒng)容錯(cuò)管理。高可靠性一直是實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。12 OS的發(fā)展史實(shí)時(shí)多重任務(wù)管理。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的物理過(guò)程并發(fā)性的特點(diǎn)，因此實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)具備多重任務(wù)處理的能力，且強(qiáng)調(diào)任務(wù)

23、調(diào)度與轉(zhuǎn)換的高效性。系統(tǒng)生成能力。實(shí)時(shí)系統(tǒng)一般大多是專用性的系統(tǒng)，其種類與規(guī)模相差較大，因此，要求實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的生成能力，以便根據(jù)需要裁剪或補(bǔ)貼系統(tǒng)功能，使之與應(yīng)用系統(tǒng)相適應(yīng)。 目前的操作系統(tǒng)，通常具有分時(shí)、實(shí)時(shí)和批處理功能，又稱作通用操作系統(tǒng)?？蛇m用于計(jì)算、事務(wù)處理等多種領(lǐng)域，能運(yùn)行在多種硬件平臺(tái)上，如 UNIX系統(tǒng)、Windows NT等。通用化、小型化分時(shí)系統(tǒng)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)的比較 1）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)不同。分時(shí)系統(tǒng)是提供一種隨時(shí)可供多個(gè)用戶使用的通用型很強(qiáng)的操作系統(tǒng)，而實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)大多數(shù)是具有特殊用途的專用系統(tǒng)。 2）互性的強(qiáng)弱。分時(shí)具有較強(qiáng)的對(duì)話與交互能力，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)交互性很弱。

24、3）響應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短。分時(shí)只要能滿足一般用戶能接收的等待時(shí)間即可，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)的相應(yīng)時(shí)間要求嚴(yán)格。 4）另外其均具備多路性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性、可靠性，只是分時(shí)系統(tǒng)相似的特征外對(duì)系統(tǒng)的及時(shí)性和可靠性要求更高。12 OS的發(fā)展史網(wǎng)絡(luò)6、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（NOS,Network Operating System） 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是在通常操作系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上提供網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的操作系統(tǒng)。12 OS的發(fā)展史網(wǎng)絡(luò)【計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本概念】：1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是互連起來(lái)的計(jì)算機(jī)的集合.2）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景：微電子技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步；計(jì)算機(jī)的應(yīng)用社會(huì)化；通信技術(shù)的

25、進(jìn)步和普及。3）特征： 資源共享性；獨(dú)立自主性4）微機(jī)網(wǎng)絡(luò)：微型機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)展, 微機(jī)網(wǎng)絡(luò)也隨之崛起，并獲得高速的發(fā)展，巳成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最活躍的一個(gè)分枝。12 OS的發(fā)展史網(wǎng)絡(luò)【網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成】：1）主機(jī)(HOST)：主機(jī)是組成網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立自主的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于運(yùn)行用戶程序(即應(yīng)用程序)。2)子網(wǎng)（通信子網(wǎng)) : 是將入網(wǎng)主機(jī)連接起來(lái)的實(shí)體。子網(wǎng)的任務(wù)是在入網(wǎng)主機(jī)之間傳遞信息,以提供通信服務(wù). 3）協(xié)議（protocol）：網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)在互相通信時(shí)為能正確進(jìn)行并相互理解通信內(nèi)容需遵循的約定。如TCP/IP等。12 OS的發(fā)展史網(wǎng)絡(luò)【網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 】 : 在通常的操作系統(tǒng)中增加了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)低層協(xié)議（一

26、般到傳送層）功能和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理功能的操作系統(tǒng)。如UNIX、LINUX, WINDOWS NT都是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)?！揪W(wǎng)絡(luò)OS功能】:高效、可靠的網(wǎng)絡(luò)通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)中共享資源（在LAN中有硬盤、打印機(jī)等）有效的管理提供電子郵件、文件傳輸、共享硬盤、打印機(jī)等服務(wù)網(wǎng)絡(luò)安全管理提供互操作能力 12 OS的發(fā)展史分布7、分布式操作系統(tǒng)（Distributed Operating System） 1）分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包含多臺(tái)處理機(jī)，每臺(tái)處理機(jī)完成系統(tǒng)中指定的一部分功能。 從硬件上講，它與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)沒(méi)有任何區(qū)別，關(guān)鍵是軟件?！咎卣鳌浚阂杂?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)；處理上的分布，即功能和任務(wù)

27、的分布。所有系統(tǒng)任務(wù)可在系統(tǒng)中任何處理機(jī)上運(yùn)行，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)的任務(wù)分配并自動(dòng)調(diào)度各處理機(jī)的工作負(fù)載。堅(jiān)強(qiáng)性 高可靠性 2）分布式操作系統(tǒng) 分布式和集中式操作系統(tǒng)的主要區(qū)別在于通訊、資源管理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三個(gè)方面。分布式主要特點(diǎn)是：系統(tǒng)狀態(tài)的不確定性。各系統(tǒng)內(nèi)結(jié)點(diǎn)自治，且信息傳播需要時(shí)間，很難及時(shí)和準(zhǔn)確把握系統(tǒng)的狀態(tài)信息?？刂茩C(jī)構(gòu)的復(fù)雜性。不存在主從關(guān)系或?qū)哟侮P(guān)系，增加了控制的復(fù)雜性。通訊開銷引起性能下降。 3）分布式OS的功能： (1) 進(jìn)程遷移 (2) 分布式同步 (3) 任務(wù)分配 (4) 資源管理12 OS的發(fā)展史分布網(wǎng)絡(luò)和分布式的區(qū)別1) 分布式系統(tǒng)的各個(gè)計(jì)算機(jī)之間處于平等 地位無(wú)主

28、從關(guān)系；網(wǎng)絡(luò)有一些主從關(guān)系2) 分布式系統(tǒng)資源為所有用戶共享；而網(wǎng)絡(luò)有限制地共享。3) 分布式系統(tǒng)中一項(xiàng)任務(wù)可分給若干處理單元相互協(xié)作共同完成，而網(wǎng)絡(luò)往往是各司其責(zé)12 OS的發(fā)展史多處理機(jī)8、多處理操作系統(tǒng)（Multi-processor Operating System） 多處理機(jī)系統(tǒng)是由多臺(tái)處理器組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。多處理操作系統(tǒng)的出現(xiàn)是為了提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能和可靠性。提高性能有兩條途徑：提高各個(gè)組成部分的速度、增大處理的并行程度。1975年前后，出現(xiàn)多處理機(jī)系統(tǒng)(multi-processor)?！径嗵幚頇C(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)】：增加系統(tǒng)的吞吐量：N個(gè)處理器加速比達(dá)不到N倍（額外的調(diào)度開銷，算法的

29、并行化）提高系統(tǒng)可靠性：故障時(shí)系統(tǒng)降級(jí)運(yùn)行【多處理機(jī)系統(tǒng)的類型】：緊密耦合：各處理機(jī)之間通過(guò)快速總線或開關(guān)陣列相連，共享內(nèi)存，整體系統(tǒng)由一個(gè)統(tǒng)一的OS管理（一個(gè)OS核心）。松散耦合：各處理機(jī)帶有各自的存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備和操作系統(tǒng)，通過(guò)通道或通信線路相連。每個(gè)處理機(jī)上獨(dú)立運(yùn)行OS。12 OS的發(fā)展史多處理機(jī)【多處理操作系統(tǒng)的類型】：非對(duì)稱式多處理：又稱主從模式。主處理器：只有一個(gè)，運(yùn)行OS。管理整個(gè)系統(tǒng)的資源，為從處理器分配任務(wù)；從處理器：可有多個(gè)，執(zhí)行應(yīng)用程序或I/O處理。特點(diǎn)：不同性質(zhì)任務(wù)的負(fù)載不均，可靠性不夠高，不易移植（通常要求硬件也是非對(duì)稱）。對(duì)稱式多處理：OS交替在各個(gè)處理器上執(zhí)行。

30、任務(wù)負(fù)載較為平均，性能調(diào)節(jié)容易。12 OS的發(fā)展史多處理機(jī)課堂練習(xí)1.3 在設(shè)計(jì)分時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)，首先要考慮的是 A ；在設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)，首先要考慮的是 B ；在設(shè)計(jì)批處理系統(tǒng)時(shí)，首先要考慮的是 C 。A、B、C： (1)靈活性和可適應(yīng)性； (2)交互性和響應(yīng)時(shí)間； (3)周轉(zhuǎn)時(shí)間和系統(tǒng)吞吐量； (4)實(shí)時(shí)性和可靠性。答案：A(2),B(4),C(3)課堂練習(xí)1.4 為了提高計(jì)算機(jī)的處理機(jī)和外部設(shè)備的利用率，把多個(gè)程序同時(shí)放入主存，在宏觀上并行運(yùn)行是 A ；把一個(gè)程序劃分成若干個(gè)同時(shí)執(zhí)行的程序模塊的設(shè)計(jì)方法是 B ；多個(gè)用戶在終端設(shè)備上的交互方式輸入、排錯(cuò)和控制其程序的運(yùn)行是 C ；由多個(gè)計(jì)

31、算機(jī)組成的一個(gè)系統(tǒng)，這些計(jì)算機(jī)之間可以通信來(lái)交換信息，互相之間無(wú)主次之分，它們共享系統(tǒng)資源，程序由系統(tǒng)中的全部或部分計(jì)算機(jī)協(xié)同執(zhí)行，管理上述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)是 D ；有一類操作系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的重要性超過(guò)系統(tǒng)資源的利用率，它被廣泛地應(yīng)用于衛(wèi)星控制、飛機(jī)訂票業(yè)務(wù)等領(lǐng)域是 E 。AE：分時(shí)OS 實(shí)時(shí)OS 批處理系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)OS分布式OS 單用戶OS 多重程序設(shè)計(jì) 多道程序設(shè)計(jì) 并發(fā)程序設(shè)計(jì) 答案：A(8),B(9),C(1),C(5),C(2)13 OS的功能和主要特征 1、操作系統(tǒng)的功能 操作系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)系統(tǒng)中的軟件、硬件實(shí)施有效的管理，以提高系統(tǒng)資源（主要包括處理機(jī)、主存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)

32、器、文件系統(tǒng)）的利用率。主要功能如下： 1）處理機(jī)管理： 2）存儲(chǔ)管理 3）設(shè)備管理 4）信息管理 5）用戶接口13 OS的功能和主要特征 1）處理機(jī)管理： 可歸結(jié)為進(jìn)程管理，包括以下方面 進(jìn)程控制。創(chuàng)建進(jìn)程，撤銷進(jìn)程，控制進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。進(jìn)程調(diào)度。從就緒的進(jìn)程隊(duì)列中選擇一進(jìn)程并把處理機(jī)分配給它，設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)并是指投入運(yùn)行。進(jìn)程同步。設(shè)置進(jìn)程同步信息，以協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各進(jìn)程的運(yùn)行。進(jìn)程通訊。負(fù)責(zé)進(jìn)程間的信息交換。13 OS的功能和主要特征 2）存儲(chǔ)管理： 為多道程序的運(yùn)行提供良好的環(huán)境，并提高利用率，包括以下方面：地址重定位。實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。存儲(chǔ)分配。為每道程序分配內(nèi)存空間，并在作業(yè)

33、結(jié)束后收回其所占用內(nèi)存。存儲(chǔ)保護(hù)。保證每道程序之間不能互相侵犯，尤其是不能侵犯操作系統(tǒng)。存儲(chǔ)擴(kuò)充。通過(guò)建立虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存邏輯上的擴(kuò)充。13 OS的功能和主要特征 3）設(shè)備管理： 設(shè)備管理的主要目標(biāo)是方便的設(shè)備使用、提高CPU與I/O設(shè)備利用率。主要包括：緩沖管理：設(shè)立I/O緩沖區(qū)，并對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行有效管理。設(shè)備分配：按一定策略和設(shè)備使用情況，分配并回收設(shè)備。設(shè)備處理：即設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)CPU和設(shè)備控制器之間的通訊等。設(shè)備獨(dú)立性和虛擬設(shè)備：獨(dú)立性指應(yīng)用程序獨(dú)立于物理設(shè)備，使用戶編程與實(shí)際使用的設(shè)備無(wú)關(guān)，增強(qiáng)了可移植性。虛擬設(shè)備指將低速的設(shè)備改造為高速的共享設(shè)備。13 OS的功能和主要特征

34、 4）信息管理（文件系統(tǒng)管理）： 對(duì)用戶文件和系統(tǒng)文件進(jìn)行管理，解決文件資源的存儲(chǔ)、共享、保密和保護(hù)。包括以下方面：目錄管理：為每一文件建立目錄項(xiàng)，并對(duì)目錄實(shí)施有效的組織與管理。文件的讀寫管理和存取控制：解決信息安全問(wèn)題。系統(tǒng)設(shè)口令“哪個(gè)用戶”、用戶分類“哪個(gè)用戶組”、文件權(quán)限“針對(duì)用戶或用戶組的讀寫權(quán)”。文件存儲(chǔ)空間管理：解決如何存放信息，以提高空間利用率和讀寫性能。軟件管理：軟件的版本、相互依賴關(guān)系、安裝和拆除等。13 OS的功能和主要特征 5）用戶接口 目標(biāo)是提供一個(gè)友好的用戶訪問(wèn)操作系統(tǒng)的接口。操作系統(tǒng)提供三種接口：命令接口：亦稱為作業(yè)控制機(jī)接口，分為聯(lián)機(jī)命令和脫機(jī)命令接口。供用戶用于

35、組織和控制自己的作業(yè)運(yùn)行。命令行；命令腳本“脫機(jī)”。程序接口：用戶獲得操作系統(tǒng)服務(wù)的唯一途徑。供用戶程序和系統(tǒng)程序調(diào)用操作系統(tǒng)功能。系統(tǒng)調(diào)用和高級(jí)語(yǔ)言庫(kù)函數(shù)。圖形接口：圖形用戶界面GUI，方便用戶使用。如窗口、菜單等。13 OS的功能和主要特征 2、現(xiàn)代操作系統(tǒng)的主要特征 設(shè)置操作系統(tǒng)的目的就是提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率，增強(qiáng)系統(tǒng)的處理能力，充分發(fā)揮系統(tǒng)的利用率，方便用戶使用。因此現(xiàn)代操作系統(tǒng)普遍采用以多道程序設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的并行操作技術(shù)。主要特征如下： 1）并發(fā)性(concurrency) 2）共享性(sharing) 3）虛擬性(virtual) 4）異步性(asynchronism) 13 OS的

36、功能和主要特征 1）并發(fā)性(concurrency) 多個(gè)事件在同一時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。操作系統(tǒng)是一個(gè)并發(fā)系統(tǒng)，各進(jìn)程間的并發(fā)，系統(tǒng)與應(yīng)用間的并發(fā)。操作系統(tǒng)要完成這些并發(fā)過(guò)程的管理。并行(parallel)是指在同一時(shí)刻發(fā)生。在多道程序處理時(shí)，宏觀上并發(fā)，微觀上交替執(zhí)行（在單處理器情況下） 。程序的靜態(tài)實(shí)體是可執(zhí)行文件，而動(dòng)態(tài)實(shí)體是進(jìn)程（或稱作任務(wù)），并發(fā)指的是進(jìn)程。13 OS的功能和主要特征 2）共享性(sharing) 多個(gè)進(jìn)程共享有限的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源。操作系統(tǒng)要對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行合理分配和使用。資源在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)交替被多個(gè)進(jìn)程所用?；コ夤蚕矸绞剑ㄈ缫纛l設(shè)備），資源分配后到釋放前，不能被其他進(jìn)程所用

37、。同時(shí)訪問(wèn)方式，（如可重入代碼，磁盤文件）。資源分配難以達(dá)到最優(yōu)化13 OS的功能和主要特征 3）虛擬性(virtual) 一個(gè)物理實(shí)體映射為若干個(gè)對(duì)應(yīng)的邏輯實(shí)體（分時(shí)或分空間）。虛擬是操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)資源的重要手段，可提高資源利用率。 CPU每個(gè)用戶（進(jìn)程）的“虛處理機(jī)”。存儲(chǔ)器每個(gè)進(jìn)程都占有的地址空間（指令數(shù)據(jù)堆棧）。顯示設(shè)備多窗口或虛擬終端如虛擬光驅(qū)，虛擬機(jī)（VMWare， Virtual PC等）13 OS的功能和主要特征 4）異步性(asynchronism) 異步性也稱不確定性，指進(jìn)程的執(zhí)行順序和執(zhí)行時(shí)間及執(zhí)行結(jié)果的不確定性：程序執(zhí)行結(jié)果不確定，不可再現(xiàn)。相同輸入與環(huán)境下多次運(yùn)行結(jié)

38、果不同。多道程序設(shè)計(jì)環(huán)境下，程序按異步方式運(yùn)行。多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行，“時(shí)走時(shí)?！?，不可預(yù)知每個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行推進(jìn)快慢，引發(fā)執(zhí)行順序與時(shí)間的不確定。 14 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代操作系統(tǒng)從內(nèi)部結(jié)構(gòu)分，通常包含兩部分：一是內(nèi)核；二是核外部分，其通常是一些實(shí)用程序。1、操作系統(tǒng)的內(nèi)核 1）內(nèi)核在操作系統(tǒng)中的地位： OS內(nèi)核是對(duì)硬件的首次擴(kuò)充，是實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)各項(xiàng)功能的基礎(chǔ)。（UNIX為例）。 傳統(tǒng)操作系統(tǒng)內(nèi)核包括以下功能模塊：進(jìn)程、線程及其管理存儲(chǔ)管理。I/O管理文件系統(tǒng)。UNIX的內(nèi)核結(jié)構(gòu)13 OS的功能和主要特征 2）強(qiáng)內(nèi)核與微內(nèi)核： 操作系統(tǒng)有兩種內(nèi)核組織形式：強(qiáng)內(nèi)核(Monolithic Kernel

39、) ：通過(guò)陷入內(nèi)核實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)用，即在內(nèi)核完成所需要的服務(wù)后將結(jié)果返回給用戶程序，如UNIX采用的這種結(jié)構(gòu)。微內(nèi)核(Micro Kernel) ：微內(nèi)核的基本思想是良好的結(jié)構(gòu)化、模塊化、最小的公共服務(wù)。 微內(nèi)核只提供最基本、最必要的服務(wù)：供進(jìn)程間通訊、有些存儲(chǔ)管理、有限的低級(jí)進(jìn)程管理和調(diào)度、低級(jí)I/O四種服務(wù)。微內(nèi)核的特點(diǎn)【優(yōu)點(diǎn)】：良好的擴(kuò)充性：只需添加支持新功能的服務(wù)進(jìn)程即可?？煽啃院茫赫{(diào)用關(guān)系明確，執(zhí)行轉(zhuǎn)移不易混亂便于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)分布式處理：以同樣的調(diào)用形式，在下層可通過(guò)核心中的網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)方服務(wù)器上(遠(yuǎn)地過(guò)程調(diào)用 RPC, Remote Procedure Call)?！救秉c(diǎn)】： 消息傳

40、遞比直接調(diào)用效率要低一些 (但可以通過(guò)提高硬件性能來(lái)補(bǔ)償 )14 操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 2、操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 【OS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式】：是將操作系統(tǒng)所提供的特性、服務(wù)以及系統(tǒng)所執(zhí)行的任務(wù)統(tǒng)一成一體的一個(gè)概括性的框架。 隨著操作系統(tǒng)的發(fā)展，功能越強(qiáng)，OS自身代碼量越大。操作系統(tǒng)采用良好的結(jié)構(gòu)：有利于保證正確性以及自身修改和擴(kuò)充。1）整體或模塊結(jié)構(gòu)2）分層結(jié)構(gòu)或虛擬機(jī)3）客戶/服務(wù)器模型或微內(nèi)核結(jié)構(gòu)4）面向?qū)ο蠹夹g(shù)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則可維護(hù)性：容易修改與否稱為可維護(hù)性：改錯(cuò)性維護(hù)：改正已發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤；適應(yīng)性維護(hù)：修改軟件，使之適應(yīng)新的運(yùn)行環(huán)境（軟、硬件環(huán)境）；如：操作系統(tǒng)的移植。完善性維護(hù)：增加新功能；可靠性：可靠性包括兩方面：正確性：正確實(shí)現(xiàn)所要求的功能